通信技术之数字集群的未来发展(2)
* 具有端到端的鉴权、加密功能,保密性强,传输可靠;
* 快速呼叫建立,可以一键通,实现广播和组呼功能;
* 在网络无覆盖的地区采用直通模式(DMo,directmode operation);
* 按照业务等级与优先权,动态分配信道、强占信道;
PPDR业务
PPDR业务分为语音业务和数据业务。根据数据业务所需速率不同,可分为低速率、中速率和高速率数据业务,表1说明具体应用和实例。
未来数字集群的技术发展方向探讨
群组业务
数字集群系统在未来PPDR专业移动通信中,突出的作用是指挥调度。国内公共安全领域集群应用,同一通话组内用户数常常上千个。现有FBMA与TDMA技术的集群系统,可以无限制地满足大容量群组业务需求,在指挥调度方面,发挥了巨大作用。而“自干扰”性质的CDMA技术,由于码资源的限制,在同一群组业务当中,较难同时在一个通话组内支持数以千计的用户;因此需要探索新的技术途径。
快速呼叫
未来PPDR专业移动通信中,突出的特点表现为“急”。在发生交通事故时,如命令紧急刹车,设高速列车以500km/h行驶。当刹车命令如3s起作用时,列车已行驶了250m;如0.3秒刹车命令起作用时,列车只行驶25m;显然,在紧急情况下,0.3秒的快速呼叫建立时间对铁路的安全性更有保证。这就要求数字集群系统必须要具有“快速呼叫”特征,即所谓的PTT(Push to Talk),就是“即按即讲”。FDMA与TDMA技术都具备快速呼叫建立的能力,可以达到0.3秒建立呼叫的速度。
而面向个人通信的CDMA,由于技术侧重在频谱效率,即如何减少干扰,尽可能多地支持点到点通信,很难做到快速接入,即使以较快速度分配信道,由于同一组内各组员相关信息要通过控制信道逐一下发,各组员依次接入,即使个别用户以较快速度接入,相当多的用户仍无法实现快速接入。如果组内用户数较多,可能出现会话已结束,有部分用户还未接入信道;因此也需要
探索新的技术途径。
高安全性
数字集群在基站与手机之间,信息完全依靠无线电波的传输,很容易被人们从空中拦截,在通话状态、待机状态都会泄密,即使关闭电台,利用现代高科技,仍可遥控打开,继续窃听,从中截取、破坏、调换、假冒和盗用通信信息。因此,未来PPDR移动通信要求具有高安全性,包括双向鉴权、信息加密等,防止非法接入业务和控制。特别是在防止恐怖袭击的情况下,高安全性更应列为确保的核心需求。国内现有的TDMA与CDMA数字集群系统,多为国外设备,核心技术由国外公司垄断,关键芯片由他们提供,其芯片可能留有后门,潜伏了隐患,安全性也就捏在人家的手心里。而且这些国外设备不支持国内应用部门的信息加密,部分甚至没有鉴权或只有单向鉴权,安全性没有保证。因此,需要国内自主创新的集群新系统,使核心技术和芯片掌握在中国人手中,这就大大增加了安全性。
高抗毁性
专业移动通信在使用过程可能遇到恶意破坏的人为因素或雨雪灾害的自然因素等影响,导致网络不能正常工作,因此,未来PPDT系统要求可靠、准确地提供业务,具有高的抗毁性和可用性。通常情况下,系统以集群方式工作;在遭遇危害的极端情况下,系统以故障弱化方式或直通方式工作,保证系统能满足基本的集群业务需求。
高环境适应性
专业移动通信由于它是用于全球的表层和空间,会遇到各种恶劣的气候、地形和环境;因此,要求通信装备必须能抗拒酷暑、严寒、狂风、暴雨等恶劣气候条件;必须适应山岳、丛林、沙漠、河海、高空等三维空间的不同地形环境条件;既可车载船装,又能背负手持,要经得起各种移动体的安装机械条件;在嘈杂的噪声环境,要具有背景噪声滤除功能,使通话对方听不见噪声干扰,话音清晰;在高速行驶时,通信不能中断,质量不能下降,可支持500km/h的高速运行。
脱网直通
无线用户在系统覆盖区外或盲区工作,例如在隧道中;在没有设置基站的地区工作,例如在山区;在网络基础设施出现故障时,在系统过载以致难于快速接入时,要求移动台之间仍可进行通信;在以上几种情况下,脱网直通这种无中心网络方式是非常有用的。
直通方式还要求双监视操作、转发操作、网关操作:
双监视操作指在直通模式下,同时监视从基站发来的信号;2个移动台只要其中1个移动台处于集群系统的覆盖范围之内,即可利用其双监视功能来了解有无其它移动台在呼它。
由于直通方式下的覆盖区要小于有基站通信的情况;因此,要求提供转发操作,从而实现直通方式移动台经转发台和另一直通方式移动台之间的通信,以便扩大通信距离。
通常脱网工作的移动台不能与未脱网的移动台保持通信联络;因此,要求网关操作提供直通方式接口和集群方式接口,从而实现直通方式移动台和集群方式移动台之间的通信。
无中心网络未来的发展方向是Ad hoc方式,即自组织方式,因此,要探索Ad hoc技术与集群技术的结合。
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